Nói chung nhà Nguyễn cự tuyệt mở cửa với các nước phương Tây, vẫn duy trì lực lượng quân sự với vũ khí và chiến thuật rất cũ kỹ cho dù tinh thần quân đội chống ngoại bang rất cao. Khi quân Pháp kéo quân từ Đà Nẵng vào miền Nam, cho đến khi chiếm được Sài Gòn đã xảy ra hai trận đánh có đấu pháo giữa quân đội nhà Nguyễn và quân đội Pháp cho thấy trình độ kỹ thuật và tác chiến của nhà Nguyễn khi đó.
Những cuộc kháng cự quyết liệt nhưng thất thủ
Tờ mờ sáng 10-2-1859 (mùng 8 Tết Kỷ Mùi), 2.000 quân Pháp và tám tàu chiến tấn công pháo đài phòng thủ Phước Thắng nằm ở lưng chừng núi Lớn (vị trí Bạch Dinh, Vũng Tàu ngày nay). Quân Pháp gặp phải sự kháng cự quyết liệt của quân đội và dân binh, các cuộc đấu pháo đã diễn ra giữa 11 khẩu thần công với pháo trên các tàu chiến của Pháp, quân ta cũng đẩy lui được vài đợt tấn công của địch nhưng do lực lượng chênh lệch, phía Pháp có hỏa lực pháo binh hơn hẳn cho nên bên ta thất thủ.
Sau khi Pháp chiếm được Vũng Tàu, ghềnh Rái, Cần Giờ, chúng đi từ biển vào Sài Gòn theo sông Lòng Tàu. Đoạn đường sông dài khoảng 30 km nhưng Pháp phải mất tám ngày mới đến được rạch Bến Nghé chân thành Gia Định. Đoàn tàu chiến của Pháp phải vượt qua 12 đồn binh của nhà Nguyễn một cách rất vất vả. Người Pháp ghi nhận là “người Việt Nam tự vệ mạnh mẽ, đường đạn của họ không phải là không chính xác, tàu La Dragonne bị trúng ba phát đạn, tàu Avalanche bảy phát” nhưng tàu không bị hư hại gì bởi đạn pháo chỉ là những cục tròn làm bằng gang, không có sức công phá nào đáng kể.
Rạng ngày 17-2-1859, khoảng 4 giờ sáng, trung tướng Pierre-Louis-Charles Rigault de Genouilly, Đô đốc hải quân Pháp, chỉ huy liên quân Pháp - Y Pha Nho (Espana Tây Ban Nha) tấn công thành Gia Định. Quân Pháp tấn công theo hai hướng: Từ rạch Thị Nghè lên và từ sông Sài Gòn tới. Tàu chiến Pháp từ rạch Thị Nghè và sông Sài Gòn bắn đại bác cấp tập vào thành nhằm phủ đầu quân hộ thành. Phía quân nhà Nguyễn đáp trả bằng súng thần công dội xuống tàu địch đậu ở phía rạch Thị Nghè (Thảo Cầm viên ngày nay). Nhưng do súng thần công của nhà Nguyễn lúc đó bắn đạn tròn làm bằng gang bỏ đầu nòng, nhồi thuốc và đốt bằng dây mồi nên có tầm bắn ngắn dưới 1.000 m, sức công phá yếu nên bắn không tới chiếc tàu nào. Quân Pháp sử dụng đại bác bắn thẳng vào cửa thành, tuy bằng gỗ dày nhưng không chịu được sức công phá của đại bác hiện đại (loại nòng pháo có rãnh, đạn có cát tút, đầu đạn nổ khi chạm mục tiêu) nên bị phá vỡ. Quân Pháp-Tây Ban Nha tràn vào thành và một trận chiến xáp lá cà trong thành đã diễn ra ác liệt. Bằng tất cả vũ khí có trong tay, quân nhà Nguyễn đã giữ thành đến trưa, độ chừng lúc gần 12 giờ (khoảng tám tiếng). Để bảo toàn lực lượng, quân nhà Nguyễn buộc phải bỏ thành rút lui. Tướng Hộ thành Võ Duy Ninh bị trọng thương và tự sát.
Súng thần công và đạn bằng gang hộ thành Gia Định của quân đội nhà Nguyễn.
Những nhầm lẫn ở bảo tàng lịch sử
Ở sân sau của Bảo tàng Lịch sử TP.HCM (khuôn viên của Thảo Cầm viên) có trưng bày hai hàng pháo binh, bên trên là của Pháp, còn bên dưới là của nhà Nguyễn. Nhiều người, kể cả các hướng dẫn viên du lịch, nhầm tưởng rằng đây là hai loại pháo từng đối chiến nhau giữa nhà Nguyễn và quân đội Pháp nhưng không phải như vậy. Sáu khẩu súng thần công trưng bày ở bảo tàng lịch sử thì đúng là loại pháo được sử dụng để bảo vệ thành Gia Định. Những khẩu súng thần công này được chế tạo vào thời Gia Long năm 1817 (Đinh Sửu), đặt tên là “Hùng uy tướng quân” và “Thắng uy tướng quân”. Chúng được đúc bằng đồng, chiều dài nòng súng loại ngắn là 1,35 m, loại dài là 1,52 m. Đường kính nòng súng 20 cm, thành súng dày 5 cm, đường kính họng súng 10 cm, nòng súng trơn láng không có rãnh xoắn. Đạn bằng gang với đường kính gần 10 cm. Mỗi viên nặng khoảng 4-5 kg, đưa đạn vào đầu nòng, điểm hỏa bằng cách đốt lửa vào dây dẫn qua lỗ thông với khối thuốc nổ thường là 1,34 kg được nén ở dưới đáy nòng súng. Tầm bắn xa khoảng 1.000 m.
Còn hàng súng đại bác của Pháp hiện trưng bày trong viện bảo tàng được sản xuất vào năm 1870, có thể thấy rõ năm sản xuất và số hiệu pháo được khắc ở mặt đáy nơi nạp đạn cho thấy nó có mặt ở miền Nam sau trận chiến thành Gia Định ít nhất là 12 năm. Loại đại pháo này được đưa vào Nam bộ sau khi Pháp đã bình định xong Nam bộ (năm 1867), bằng chứng cho thấy mãi đến năm 1885 Pháp mới xây hệ thống pháo liên hoàn phòng thủ bờ biển ở Vũng Tàu tại ba địa điểm là núi Lớn, núi Nhỏ và cầu Đá với 23 đại pháo. Loại đại pháo này rất lớn, loại nhỏ nhất dài 5,5 m, loại lớn nhất dài 12 m, cỡ nòng 140 mm và 240 mm, nặng 16.000-18.000 kg. Loại đại pháo này không thể đặt trên tàu chiến được vì nó quá nặng và mỗi khi bắn sẽ tạo ra phản lực rung chuyển rất lớn, do vậy chúng được đặt cố định trên bệ tường thành, trong hầm cố thủ (boongke). Ngày nay khách du lịch đến Vũng Tàu vẫn thấy những khẩu đại pháo này ở vị trí cũ, những đại pháo ở trong Thảo Cầm viên TP.HCM là cùng loại với đại pháo ở Vũng Tàu.
Thực ra thì quân đội của tướng Genouilly đã tấn công thành Gia Định bằng hai loại pháo. Loại thứ nhất là pháo hải quân đặt trên tàu chiến, bắn từ rạch Thị Nghè lên thành Gia Định. Loại pháo này nặng khoảng 1.500 kg (không nặng hơn 2.000 kg), dài 2,5 m, đường kính nòng pháo 120-130 mm. Loại thứ hai là pháo hạng nhẹ đặt trên bánh xe, có tính cơ động cao, đây là loại pháo dành cho lính bộ binh và kỵ binh. Cả hai loại này được đúc thành ống nguyên khối từ đồng hoặc thép (không có đường hàn ráp nối), trong nòng súng có đường rãnh xoắn (khương tuyến) để vuốt cho viên đạn bay đi xa. Súng chia ra làm ba phần: Nòng súng, thân, cuối súng có bệ khóa và điểm hỏa; đạn đút cuối nòng, thao tác bắn bằng cách giật giây cho kim hỏa đập vào hạt nổ đẩy viên đạn đi. Loại đạn này nổ hai lần, lần thứ nhất là kích nổ ở cát tút đẩy viên đạn bay ra khỏi nòng và lần thứ hai khi chạm mục tiêu, lượng chất nổ chứa bên trong đầu đạn phát nổ công phá mục tiêu, tạo ra sức công phá lớn. Mỗi khẩu pháo có cơ số đạn tiêu chuẩn là 50 viên, tầm bắn xa 1.700-2.000 m (từ sông Sài Gòn, Tân Cảng đến thành Gia Định 1,2 km).
Sau khi chiếm thành Gia Định, những khẩu thần công của nhà Nguyễn bị quân Pháp “bắt giam”, gồm có 12 khẩu súng (10 khẩu Thắng uy, một khẩu Hùng uy, một khẩu Vũ công) bị thực dân Pháp dựng ngược họng chúi xuống đất và bị xiềng xích ngay bến sông đầu đường Catina (nay là đường Đồng Khởi). Mãi đến sau năm 1936 các khẩu súng này mới được “giải thoát”, đưa về Bảo tàng Blanchard de la Brosse (nay là Bảo tàng Lịch sử Việt Nam TP.HCM).